I microcontrollori possono funzionare a frequenze di clock arbitrariamente basse?

Il foglio dati di ATTiny13A, ad esempio, elenca una frequenza minima di 0 MHz. Questo significa che l'orologio può essere eseguito a qualsiasi frequenza arbitrariamente bassa senza effetti negativi? Suppongo che assorba una corrente inferiore a velocità di clock inferiori? 0 MHz significa che puoi fermare completamente l'orologio e fino a quando la potenza è ancora applicata, ricorderà il suo stato indefinitamente?

Sì. Se il foglio dati indica "funzionamento completamente statico", è possibile sincronizzarlo a qualsiasi velocità, anche a 0 Hz. Un chip "dinamico" deve avere un clock a una velocità specifica o perde il suo stato.

Sto pubblicando un'altra risposta, solo perché l'ultima domanda che hai avuto non ha avuto risposta prima.

Todbot è completamente corretto. Assorbe anche una potenza inferiore a velocità inferiori. Significa anche che se si fornisce l'orologio da un altro processore, ad esempio, è possibile interrompere la fornitura in qualsiasi momento e quindi iniziare a sincronizzarlo in un secondo momento, purché non si vada più veloce della velocità massima, andrà tutto bene.

I Chips I ottengono un ordine di variazione della grandezza tra l'oscillatore 32768Hz e uno 1MHz. Ho avuto applicazioni in cui non avevo bisogno di velocità, avevo solo bisogno di un altro ometto che gestisse i dati di base per me.

Spero che sia di aiuto.

La maggior parte dei moderni progetti di microcontrollori funzionerà con qualsiasi modello sull'ingresso del clock, a condizione che nessun impulso alto sia inferiore a una determinata lunghezza minima, nessun impulso basso sia inferiore a una determinata lunghezza minima e nessun basso-alto-basso o alto-basso-alto la coppia di impulsi è inferiore a una certa lunghezza. In sostanza, ciò che accade è che dopo che il chip esegue tutte le azioni associate a un determinato fronte di clock, il chip si troverà in uno stato in cui non sta facendo altro che attendere il successivo limite di clock. Se il successivo limite di clock non arriva per dieci giorni (a meno che il chip non abbia qualche watchdog esterno) il chip sarà nello stesso stato come se il edge fosse arrivato nel momento in cui il chip era pronto per esso.

Si noti che, in generale, mettere in pausa l'orologio su un microcontrollore ridurrà sostanzialmente il consumo di corrente, ma non tanto quanto l'utilizzo della funzione "sleep". Il consumo di corrente della maggior parte dei microcontrollori in modalità "run" può essere piuttosto stimato come una corrente di riposo costante più una certa quantità di corrente per ciclo al secondo (che potrebbe essere più "naturalmente" espressa come carica per ciclo). Ad esempio, un chip potrebbe avere una corrente di riposo di 10uA, più una corrente di 0,1 mA / MHz (100pC / ciclo). L'esecuzione di un chip di questo tipo a 10 MHz produrrebbe una corrente di 1,01 mA. Eseguirlo a 1MHz produrrebbe 0,11mA. L'esecuzione a 100 KHz produrrebbe 0,02 mA. Eseguendolo a 1Hz woudl produce 0,0100001 mA. D'altra parte, il chip potrebbe offrire una corrente di sonno di 1uA. Generalmente, entrando in modalità sleep spegnerà completamente le aree del chip che non faranno nulla di utile mentre il chip sta dormendo, evitando così qualsiasi corrente di dispersione che tali aree potrebbero avere. In alcuni casi ridurrà anche la tensione ad aree come i file di registro a un livello in cui i file di registro possono contenere i loro contenuti, ma non accedervi molto rapidamente (poiché non saranno accessibili affatto, la velocità di accesso non importa) .

Alcuni vecchi microprocessori, microcontrollori e altri dispositivi avevano tempi di clock massimo e / o minimo. Tali processori hanno fatto uso della logica dinamica per salvare i circuiti. Come esempio di logica dinamica, prendere in considerazione un registro a scorrimento: un tipico bit di registro statico richiede un circuito a due transistor per contenere il valore, mentre un bit di registro dinamico contiene il valore sulla porta di un transistor di lettura. Un registro a spostamento dinamico con clock a due fasi può essere realizzato in NMOS utilizzando quattro NFET e due resistori per bit. Un registro a scorrimento statico richiederebbe otto NFET e quattro resistori per bit. Gli approcci di logica dinamica non sono così comuni oggi. Negli anni '70, la capacità del gate era notevole e non c'era modo di liberarsene. Pertanto, non vi era alcun motivo particolare per non trarne vantaggio. Oggi, la capacità del gate è generalmente molto più bassa e i produttori di chip stanno attivamente cercando di ridurla ulteriormente. Far funzionare la logica dinamica in modo affidabile richiederebbe spesso un lavoro deliberato per aumentare la capacità del gate. Nella maggior parte dei casi, l'area aggiuntiva del chip necessaria per aumentare la capacità potrebbe essere utilizzata altrettanto efficacemente per aggiungere più transistor in modo da rendere superflua la capacità.

Sì, puoi fermare completamente l'orologio e riavviarlo in un secondo momento senza conseguenze. È anche possibile sostituire l'orologio con un pulsante e scorrere letteralmente il programma passo dopo passo (frequenza: circa 0,1 Hz).

La potenza è quasi lineare con la frequenza: a 10 MHz il microcontrollore consumerà 10 volte più potenza di 1 MHz. Ciò non significa che a 0 Hz il consumo sia completamente zero, però. C'è sempre dissipazione statica, ma è molto bassa, in genere 1 uA o meno.

PS: notare che l'ADC ha una frequenza operativa minima. Se la frequenza è troppo bassa, il condensatore su cui viene misurata la tensione si scaricherà troppo e la misurazione sarà errata.

Venendo tardi a questa domanda, mi ha ricordato un progetto che ho visto qualche tempo fa.

È un rilevatore di pipistrelli che utilizza un PIC che gira a zero Hz per la maggior parte del tempo e viene quindi sincronizzato dal segnale stesso che sta rilevando.

http://www.micro-examples.com/public/microex-navig/doc/077-picobat.html